DE3542848C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die in Etikettiermaschinen o. dgl. verwendeten Naßklebstoffe wie Dextrinleim, Kaseinleim usw. sind nicht bei allen Temperaturen gleich gut zu verarbeiten. So liegt z. B. die günstigste Verarbeitungstempera­ tur des in Flaschenetikettiermaschinen häufig verwendeten Kaseinleims bei 24 bis 26°C. Bei höheren Temperaturen wird der Kaseinleim dünnfließender und seine Klebkraft wird schwächer. Bei niedrigeren Temperaturen wird der Kaseinleim dickflüssiger und es steigt die Klebkraft stark an, was insbesondere bei empfindlichen Etiketten zu Störungen im Etikettiervorgang und außerdem zu einem erhöhten Leimverbrauch führt. Eine möglichst genaue Einhaltung des günstigsten Temperaturbereichs ist daher im Sinne einer wirtschaftlichen und störungsfreien Arbeitsweise der Etikettiermaschine äußerst erstrebenswert.

Es ist bereits eine Heizvorrichtung für Kaltleim, insbesondere in Etikettiermaschinen, bekannt, die eine flache metallische Leimleitung und zwei diese flächig berührende Heizplatten aufweist (DE-PS 29 39 036). Die Leimleitung, die beiden Heizplatten sowie diese an die Leimleitung andrückende Stützplatten einschließlich der elektrischen Regeleinrichtung sind in einem kastenartigen Gehäuse angeordnet. Diese bekannte Heizvorrichtung ermöglicht infolge der großen Heizfläche ein schonendes Erwärmen des langsam durchfließenden Leims ohne örtliche Überhitzungen auch bei großen Temperaturdifferenzen. Ungünstig ist allerdings, daß diese Heizvorrichtung eine separat zu montierende und unterzubringende Baueinheit darstellt, die über Leitungen mit der im Klebstoffbehälter sitzenden Pumpe verbunden werden muß.

Auch ist bereits eine beheizbare Kolbenpumpe bekannt, bei welcher der pneumatische Antriebszylinder und der in den Klebstoffbehälter eintauchende Pumpenzylinder durch ein die Kolbenstange umgebendes Distanzrohr miteinander verbunden sind (DE-OS 31 39 381). An das untere Ende des Pumpenzylinders ist über eine Querleitung und ein Rückschlagventil ein neben der Kolbenstange verlaufendes Steigrohr für den geförderten Klebstoff angeschlossen, an dessen oberem Ende eine Auslaßöffnung vorgesehen ist. Innerhalb des Steigrohres sitzt ein dünner, langgestreckter Heizstab, der den nach oben fließenden Klebstoff erwärmen soll. Beim Einsatz dieser bekannten Pumpe kann evtl. auf eine separate Heizeinrichtung verzichtet werden. Ungünstig ist jedoch die sehr kleine Heizfläche des geradlinigen Heizstabs, so daß mit einer relativ hohen Heiztemperatur gearbeitet werden muß. Dies kann zu örtlichen Überhitzungen des Klebstoffs und zu dessen Zersetzung führen. Ungünstig ist außerdem der geringe Strömungsquerschnitt zwischen dem Steigrohr und dem Heizstab, der zu einer hohen Strömungsgeschwindigkeit führt. Aus diesen beiden Gründen kann der Klebstoff in dieser bekannten Pumpe nur geringfügig erwärmt werden.

Weiter ist schon eine beheizbare Kolbenpumpe der eingangs genannten Art bekannt, bei der am oberen Ende des Steigrohrs ein am Antriebsorgan befestigter Flansch vorgesehen ist, in dem an einer Seite ein mit der Ringkammer zwischen Kolbenstange und Steigrohr verbundener Anschlußstutzen für eine Leimleitung und an der gegenüberliegenden Seite eine Bohrung mit einem kurzen, patronenförmigen Heizkörper ausgebildet ist (DE-GM 77 27 990). Der Klebstoff fließt bei dieser bekannten Pumpe zunächst im Steigrohr ohne Wärmezufuhr nach oben. Erst im Bereich des durch die Heizpatrone erhitzten Flansches, also auf einer nur kurzen Förderstrecke mit noch dazu sehr geringen Strömungsquerschnitten erfolgt ein kurzzeitiger Wärmeübergang auf den Klebstoff. In dieser bekannten Pumpe läßt sich daher nur eine äußerst geringe Temperaturerhöhung durchführen, während andererseits die Gefahr von Überhitzungen im Klebstoff und damit von Zersetzungen sehr groß ist, insbesondere auf der dem Heizkörper zugewandten Seite des Flansches.

Schließlich ist noch eine Beton-Schlauchpumpe bekannt, bei der zwecks Förderung von Gußasphalt neben dem Vorratsbehälter auch die flexible Förderleitung mittels eines Heizkabels beheizbar ist (DE-OS 22 12 403). Auf diese Weise soll eine zu starke Abkühlung des bereits vor dem Eintritt in die Schlauchpumpe auf Verarbeitungstemperatur gebrachten Gußasphalts auf dem Weg zur Verarbeitungsstelle in einem Gebäude verhindert werden. Eine nennenswerte Temperaturerhöhung in der beheizten Förderleitung, wie sie bei der Förderung von Klebstoff aus einem ungeheizten Vorratsbehälter erforderlich wäre, ist kaum möglich. Infolge des einem guten Wärmeübergang abträglichen Materials von flexiblen Heizschläuchen und aus Gründen des Unfallschutzes sind nur relativ geringe Heiztemperaturen zulässig. Ungünstig ist ferner die Empfindlichkeit von flexiblen Heizschläuchen oder Heizmanschetten gegen mechanische Beanspruchung und gegen Überhitzung, was den Einsatz in klebstoffverarbeitenden Maschinen wie z. B. Etikettiermaschinen erschweren würde, insbesondere wenn diese für den rauhen Betrieb in Flaschenkellereianlagen bestimmt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Kolbenpumpe der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln die Heizleistung wesentlich zu erhöhen und die Gefahr von örtlichen Überhitzungen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei einer erfindungsgemäßen Kolbenpumpe wird die Ringkammer zwischen Steigrohr und Kolbenstange durch den wendel- oder ringförmigen Heizkörper optimal zu Heizzwecken ausgenutzt. In diesem Bereich steht ein großer Strömungsquerschnitt zur Verfügung, so daß sich infolge der geringen Strömungsgeschwindigkeit bereits mit geringer Temperaturdifferenz durch den direkt im Leimfluß stehenden Heizkörper eine starke Temperaturerhöhung im Klebstoff erzielen läßt. Hinzu kommt, daß der ansteigende Klebstoff durch die quer zur Strömungsrichtung angeordneten, als Schikanen wirkenden Bereiche des Heizkörpers umgelenkt bzw. verwirbelt und dabei gemischt wird, so daß eine besonders gleichmäßige Erwärmung erfolgt und die Gefahr von örtlichen Überhitzungen praktisch ausgeschlossen ist. Außerdem kann das großflächige, indirekt erwärmte Steigrohr bereits eine gewisse Vorwärmung des Klebstoffs in dem Gebinde bewirken, in das die Kolbenpumpe eingesetzt ist. Die erfindungsgemäße Kolbenpumpe wird somit trotz einfacher, kompakter Bauweise allen Anforderungen an eine beheizbare Pumpe gerecht.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kolbenpumpe ist im Anspruch 2 angegeben.

Im nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine beheizbare Kolbenpumpe,

Fig. 2 den Schnitt A-A nach Fig. 1.

Die beheizbare Kolbenpumpe 1 nach Fig. 1 und 2 steht zur Klebstofförderung in einem Vorratsbehälter und ist an eine nicht weiter dargestellte Etikettiermaschine angeschlossen.

Die im wesentlichen stabförmige Kolbenpumpe 1 stützt sich über einen Abstandshalter 2 gegen den Boden 3 des Vorratsbehälters ab. Sie ist mit einem herkömmlichen, nicht näher ausgeführten Antriebsorgan 15 in Form eines Pneumatikzylinders, einem Pneumatiksteuerblock 32 und einer elektronischen Temperaturregelung 33 ausgestattet. Im Pumpenzylinder 4, der am unteren Ende mit einem mit einer zentrischen Bohrung 6 versehenen Deckelteil 5 abgeschlossen ist, ist in einem trichterförmigen Kugelsitz eine Ventilkugel 7 gelagert, deren Hubbewegung nach oben durch einragende Nasen 9 begrenzt ist. Im Pumpenzylinder 4 ist ein hohler Pumpenkolben 12 beweglich angeordnet, an dessen unterer Öffnung in einem trichterförmigen Ventilsitz eine weitere Ventilkugel 8 gelagert ist. Deren Hubbewegung wird durch einen horizontalen Zylinderstift 10 begrenzt, der im Pumpenkolben 12 befestigt ist.

Ein horizontaler Zylinderstift 18 bildet die Befestigung zwischen einer rohrförmigen Kolbenstange 11 und dem Pumpenkolben 12. An den Pumpenzylinderraum 13 ist ein Steigrohr 14 unmittelbar angeschlossen, das mit dem Pumpenzylinder 4 mittels eines Schraubgewindes 20 verbunden ist. Der Pumpenkolben 12 steht über die Kolbenstange 11 mit dem Antriebsorgan 15 in Verbindung, wobei das Steigrohr 14 Teil der starren Verbindung zwischen Pumpenzylinder 4 und Antriebsorgan 15 ist. Im Bereich der Verbindungsstelle weisen Pumpenzylinder 4 und Steigrohr 14 den gleichen Außendurchmesser auf.

Das Steigrohr 14 ist im wesentlichen konzentrisch zur Kolbenstange 11 angeordnet und umgibt diese mit Abstand unter Bildung einer Ringkammer 17. In dieser Ringkammer 17 ist ein Heizkörper 16 angeordnet. Der Heizkörper 16 ist zum Zwecke einer besonders effektvollen Heizwirkung wendelförmig oder ringförmig ausgebildet und erstreckt sich im wesentlichen konzentrisch zur Kolbenstange 11, wobei er sowohl zum Steigrohr 14 als auch zur Kolbenstange 11 einen bestimmten Abstand hat.

Der dem Pumpenzylinder 4 zugewandte Bereich der Ringkammer 17 ist mit dem Pumpenzylinderraum 13 über einen Kanal 19, der die Kolbenstange 11 durchdringt, und den hohlen Pumpenkolben 12 verbunden. Die Ringkammer 17 erstreckt sich über die Länge des Heizkörpers 16, welcher im oberen Bereich über eine Bohrung 23 eines Verschlußelements 22 in die Ringkammer 17 eingeführt ist und im unteren Bereich in der Nähe des Kanals 19 in einer Ringausnehmung 21 des Pumpenzylinders 4 zentriert wird und sich gegen diesen abstützt.

Der obere Bereich der Ringkammer 17 ist durch einen Kanal 24 mit dem Inneren der rohrförmigen Kolbenstange 11 verbunden. Zwischen den beiden Kanälen 19 und 24 ist die Kolbenstange 11 durch einen Stopfen 25 verschlossen, wodurch die Förderung des Klebstoffs gezielt in der Ringkammer 17 dem Heizkörper 16 entlang zur Aufheizung erfolgt. Danach gelangt der Klebstoff über die Kolbenstange 11 zu einem Anschlußstutzen 26 und einem Schlauch 27, der ihn zur nicht gezeigten Leimwalze der Etikettiermaschine leitet.

In Fig. 1 ist in bezug auf die Medienförderung strichpunktiert die Möglichkeit aufgezeigt, daß das Steigrohr 14 im oberen Bereich der Ringkammer 17 mit einer Querbohrung 28 versehen ist, die mit einem Anschlußstutzen 29 in Verbindung steht. In diesem Fall erübrigt sich der Kanal 24 in der Kolbenstange 11, wodurch der auf Bearbeitungstemperatur gebrachte Klebstoff über den systemfest angeordneten Schlauch 27 a dem Etikettieraggregat zugeführt werden kann.

Neben der Zuführung des Heizkörpers 16 durch das die Ringkammer 17 oben abschließende Verschlußelement 22 werden in dem oberen Bereich der Ringkammer 17 auch ein Temperaturfühler 30 sowie ein Sicherungsorgan 31, z. B. eine Schmelzsicherung eingeführt, die mit dem aufgeheizten Medium in ständiger Verbindung stehen. Details der konstruktiven Anordnung sind aus Fig. 2 ersichtlich. In zweckmäßiger Ausgestaltung dieser Anordnung ist vorgesehen, daß das Steigrohr 14 und das Antriebsorgan 15 durch Rohre 39, 40, 41 verbunden sind, welche Leitungen 34, 35, 36 aufnehmen, wobei in mindestens einem der Rohre die elektrische Leitung für den Heizkörper 16 geführt ist. Die Rohre 39, 40 und 41 verbinden mit den freien Enden einerseits das Verschlußelement 22 und andererseits den Bodenteil 37 eines Verteilorgans 38, an denen die Rohre, welche parallel zur Kolbenstange 11 verlaufen, durch beiderseitige Verschraubung befestigt sind. Das Verteilorgan 38 weist eine horizontale Ringnut 42 mit einem seitlichen Durchbruch 43 auf, durch welchen die Leitungen 34, 35 und 36 einerseits für den Heizkörper 16, andererseits für den Temperaturfühler 30 und das Sicherungsorgan 31 gebündelt der elektronischen Temperaturregelung 33 bzw. dem pneumatischen Steuerblock 32 zugeführt werden. Die Ringnut 42 ist dabei konzentrisch zur Bohrung 44 für die Kolbenstange 11 angeordnet.

Claims (2)

1. Beheizbare Kolbenpumpe für zähflüssige Medien, insbesondere Klebstoff, mit einem in das Medium eintauchenden Pumpenzylinder, einem auf einer Kolbenstange befestigten Pumpenkolben, einem an den Pumpenzylinderraum angeschlossenen, die Kolbenstange unter Bildung einer Ringkammer konzentrisch umgebenden Steigrohr, einem Heizkörper sowie mit einem mit der Kolbenstange verbundenen Antriebsorgan, wobei der Kolben Durchtrittsöffnungen aufweist, die den Pumpenzylinderraum mit der Ringkammer verbinden und in deren Bereich ein selbsttätig steuerndes Ventil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizkörper (16) wendel- oder ringförmig ausgebildet und in der Ringkammer (17) konzentrisch zur Kolbenstange (11) angeordnet ist.

2. Kolbenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steigrohr (14) und das Antriebsorgan (15) durch Rohre (39, 40, 41) verbunden sind, wobei in mindestens einem der Rohre (39) eine elektrische Leitung (34) für den Heizkörper (16) angeordnet ist.